NACO-CDI水处理介绍(一)

CDI用于海水淡化的水处理介绍（一）

一、前言

淡水短缺是全球面临的一个严重问题，海水占地球水资源的97%，缺水国家和地区在寻找新水源时都将目光都投向了海水。我国一些城市和海岛也都开展了海水淡化工作。

目前普遍采用的方式是反渗透膜系统，但是由于膜系统不能完全去除有害性离子，长期饮用也会对人们的身体健康存在潜在危险。

二、反渗透膜系统的特点和不足

由于海水中盐份含量特别高，电导率、硬度、溶解性总固体含量三项指标远远高于水库等淡水指标。

据统计：经反渗透系统后，溶解性总固体含量含量的去除率可达到99.6%，达到181mg/l；硬度下降99.9%，达到13mg/l；海水偏弱酸性，淡化后接近中性；TOC（总有机氮）、盐类、微量元素类指标均低于常规饮用水（上海）指标。

但是，22项毒理学检测结果中，硼的浓度从3.2mg/l降至0.74mg/l；仍超出饮用水标准0.50mg/l的指标~50%。

海水硬度过高，会降低海淡膜的使用寿命短，必需经常性清洗和更换。而且75mg/l是软硬水的分界指标线，硬度过低的水对人体健康也具有一定的副作用。

有研究表明，硼不仅长期饮用后引起脱发，也会对生殖健康有影响，在中国辽宁地区硼作业人员的调研统计显示不孕率和流产率都明显偏高，性别也明显不同于其它地区。

另外，膜系统的清洗过程添加一些化学药剂，会造成水的二次污染、管道腐蚀，再次影响健康。

三、解决方法

为解决这些不足，现推荐电容去离子CDI处理技术，在海淡膜基础上加强处理微量离子，不需要添加药剂，可有效防止健康危害，并且作为处理技术的完善，另采用电性软化装置可有效提高膜的使用寿命降低化学清洗的频次，大大减少污染。

电容去离子CDI技术不仅可以应用于海水淡化，还可广泛用于实验室纯水制备、医药用纯水、注射液等。

四、CDI设备原理

电容去离子技术（Capacitive Deionization，CDI）是近年来国际上所兴起的一项新的水处理技术，是新一代的完全绿色环保的水处理技术。目前一些国际上知名的从事于新能源技术研发与产业化应用的公司，如Electropure、Biosource、Millipore、Ionpure、Ionics、

Enpar、E-cell、Nanoking公司等都在积极地进行。

电容去离子技术利用表面双电层进行电容吸附去除水中电性物质。在充电时外加直流电压，通过静电力把液体中的电性物质吸附在正负电极上。吸附达到饱和时，让电极短路或者加反向电压（即放电），吸附的电性物质成分便发生脱附，电极得到再生。

图 1 CDI 技术原理图

与传统的水处理技术想比较，CDI 具有几个突出的优点：其电极再生过程不会带来二次污

染、能耗低、成本低、操作简单、易于自动化和大面积使用。电容去离子和目前主流的反渗

透、电渗析脱盐技术相比，如下：

表 1 在相同的处理条件下，反渗透、电渗析和电容去离子技术的对比。

反渗透电渗析电容去离子CDI

处理后水质>1 μs/cm < 1 μs/cm < 1 μs/cm

能耗 4 度/吨水 5 度/吨水<2 度/吨水

水利用率40%-75% 40%-60% 60%-90%

供电AC220V, 380V 交流一般>30 V直流DC1.2–3V，可太阳能电池板供电缺点需高压泵，易结垢，常加药清洗，耗电，电解水产生

再生带来二次污染，运行成本高气体

（能耗和化学试剂）

五、可去除元素（黄色元素均可去除）